DE102017108559A1

DE102017108559A1 - Method for producing an electric motor and stator for an electric motor

Info

Publication number: DE102017108559A1
Application number: DE102017108559.9A
Authority: DE
Inventors: Andrey Pulnikov
Original assignee: MinebeaMitsumi Inc
Current assignee: MinebeaMitsumi Inc
Priority date: 2017-04-21
Filing date: 2017-04-21
Publication date: 2018-10-25

Abstract

Vorgeschlagen wird ein Verfahren zur Herstellung eines Elektromotors. Es werden ein Statorjoch mit N Statorzähnen und ein zylindrischer Ringkörper bereitgestellt. Der zylindrische Ringkörper ist in Umfangsrichtung in N erste Abschnitte und N zweite Abschnitte unterteilt, die sich in Umfangsrichtung abwechseln. Beim Bereitstellen des Ringkörpers werden die ersten Abschnitte mit einem magnetisierbaren Material, und die zweiten Abschnitte mit einem nicht magnetisierbaren Material gefüllt. Der zylindrische Ringkörper wird derart angeordnet, dass die ersten Abschnitte des zylindrischen Ringkörpers jeweils einem Statorzahn gegenüberliegen. Die ersten Abschnitte werden an den Statorzähnen befestigt.Proposed is a method for producing an electric motor. There are provided a stator yoke with N stator teeth and a cylindrical ring body. The cylindrical ring body is divided in the circumferential direction into N first sections and N second sections which alternate in the circumferential direction. When providing the ring body, the first sections are filled with a magnetizable material, and the second sections are filled with a non-magnetizable material. The cylindrical ring body is arranged such that the first portions of the cylindrical ring body each face a stator tooth. The first sections are attached to the stator teeth.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Elektromotors sowie einen Stator für einen Elektromotor.The invention relates to a method for producing an electric motor and a stator for an electric motor.

Es ist bekannt, den Stator eines Elektromotors auszubilden, indem ausgestanzte Statorbleche axial gestapelt werden. Für die magnetische Flussaufnahme sind Polschuhe an dem Statorzähnen ausgebildet. Die Statorzähne und die Polschuhe werden gebildet, indem beim Ausstanzen der einzelnen Statorbleche entsprechend geformte Statornuten ausgebildet werden.It is known to form the stator of an electric motor by axially stacking punched stator laminations. For the magnetic flux absorption pole pieces are formed on the stator teeth. The stator teeth and the pole shoes are formed by forming correspondingly shaped stator slots when punching out the individual stator laminations.

Insbesondere bei kleinen Elektromotoren, z.B. mit einem Rotoraußendurchmesser von kleiner als 30 mm, ist es auch bekannt, den Statorkörper aus einer gesinterten weichmagnetischen Materialzusammensetzung herzustellen. Dabei werden die Statornuten mit einem verhältnismäßig großen Abrundungsradius an den Übergängen zwischen den Statorzähnen und dem Statorjoch und/oder den Polschuhen gebildet, um Probleme beim Lösen des Statorkörpers aus der Form zu vermeiden und die Bildung von Scherkräften gering zu halten. Dadurch wird der Füllfaktor des Stators, d.h. der für die Statorwicklungen ausnutzbare Raum, und somit die Wicklungsdichte in den Statornuten verringert. Dies resultiert in einer Verminderung der Leistungsfähigkeit des Elektromotors.Especially for small electric motors, e.g. With a rotor outer diameter smaller than 30 mm, it is also known to manufacture the stator body from a sintered soft magnetic material composition. In this case, the stator grooves are formed with a relatively large rounding radius at the junctions between the stator teeth and the stator yoke and / or the pole shoes to avoid problems in releasing the stator body from the mold and to minimize the formation of shear forces. Thereby, the filling factor of the stator, i. the exploitable space for the stator windings, and thus reduces the winding density in the stator. This results in a reduction in the performance of the electric motor.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Herstellung von Elektromotoren zu erleichtern.An object of the invention is to facilitate the manufacture of electric motors.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is solved by the subject matter of the independent claims. Embodiments are given in the dependent claims.

Gemäß dem vorgeschlagenen Herstellungsverfahren werden ein Statorjoch mit N Statorzähnen und ein zylindrischer Ringkörper bereitgestellt, wobei N die Anzahl der Statorzähne angibt. Der Ringkörper ist in Umfangsrichtung in N erste Abschnitte und N zweite Abschnitte unterteilt. Die ersten Abschnitte und die zweiten Abschnitte sind in Umfangsrichtung abwechselnd angeordnet. Zur Herstellung des Ringkörpers werden die ersten Abschnitte mit einem magnetisierbaren Material, und die zweiten Abschnitte mit einem nicht magnetisierbaren Material gefüllt. Der Ringkörper wird derart angeordnet, dass die ersten Abschnitte des zylindrischen Ringkörpers jeweils einem Statorzahn gegenüberliegen. Die ersten Abschnitte werden an den Statorzähnen befestigt.According to the proposed manufacturing method, a stator yoke having N stator teeth and a cylindrical ring body are provided, wherein N indicates the number of stator teeth. The ring body is divided into N first sections and N second sections in the circumferential direction. The first sections and the second sections are arranged alternately in the circumferential direction. To produce the ring body, the first sections are filled with a magnetizable material, and the second sections are filled with a non-magnetizable material. The annular body is arranged such that the first portions of the cylindrical annular body each face a stator tooth. The first sections are attached to the stator teeth.

Gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren werden der zylindrische Ringkörper und ein Statorkörper, der das Statorjoch und die Statorzähne umfasst, separat voneinander ausgebildet und miteinander verbunden. Insbesondere werden die Polschuhe separat von dem Statorkörper bereitgestellt und an ihm befestigt. Die Statorzähne können mit Statorwicklungen versehen werden, bevor die Polschuhe an den Statorkörper angebracht werden. Die Statorwicklungen können z.B. auf einem Spulenträger auf den jeweiligen Statorzahn aufgebracht werden. Somit wird das Bereitstellen der Statorwicklungen gegenüber herkömmlichen Herstellungsverfahren vereinfacht, bei welchen der Spulendraht hinter die einzelnen Polschuhe geführt werden muss.According to the proposed method, the cylindrical ring body and a stator body comprising the stator yoke and the stator teeth are formed separately from each other and connected to each other. In particular, the pole shoes are provided separately from the stator body and fastened to it. The stator teeth can be provided with stator windings before the pole pieces are attached to the stator body. The stator windings may be e.g. be applied to the respective stator tooth on a bobbin. Thus, the provision of the stator windings is simplified compared to conventional manufacturing methods in which the coil wire has to be guided behind the individual pole pieces.

Das magnetisierbare Material, mit welchem die ersten Abschnitte des Ringkörpers gefüllt werden, kann ein weichmagnetisches Material in Pulverform, oder eine Mischung aus einem weichmagnetischen Material in Pulverform und einem Kunststoff, umfassen. Beispielsweise umfasst die Mischung Eisenpartikel in Pulverform, die mit Kunststoff beschichtet sind. Die Beimischung von Kunststoff zu dem weichmagnetischen Material dient der Unterdrückung der Erregung von Wirbelströmen. Insbesondere führt die Kunststoffbeschichtung zu einer Oberflächenisolation der Partikel des weichmagnetischen Materials. Vorteilhaft sind weichmagnetische Materialien, die eine hohe Eisensättigungsdichte, niedrige Wirbelstromverluste insbesondere bei hohen Frequenzen und eine hohe Festigkeit aufweisen. Beispielsweise umfasst das magnetisierbare Material das Material Somaloy® der Firma Höganäs, Schweden, das Eisenkörner in Pulverform umfasst, deren Oberfläche mit einem elektrisch isolierenden Material beschichtet ist. Das Somaloy kann unter Druck und mit oder ohne Hitze in die gewünschte Form kompaktiert werden.The magnetizable material with which the first portions of the ring body are filled may comprise a soft magnetic material in powder form, or a mixture of a soft magnetic material in powder form and a plastic. For example, the mixture comprises iron particles in powder form, which are coated with plastic. The addition of plastic to the soft magnetic material serves to suppress the excitation of eddy currents. In particular, the plastic coating leads to a surface isolation of the particles of the soft magnetic material. Soft magnetic materials are advantageous, which have a high iron saturation density, low eddy current losses, especially at high frequencies, and high strength. For example, the magnetizable material comprises the material Somaloy® from Höganäs, Sweden, which comprises powdered iron grains whose surface is coated with an electrically insulating material. The Somaloy can be compacted under pressure and with or without heat to the desired shape.

Die ersten Abschnitte des Ringkörpers werden an den Statorzähnen des Stators befestigt und bilden die Polschuhe des Stators zur Aufnahme und Weiterleitung des magnetischen Flusses. Das weichmagnetische Material kann ein ferromagnetisches Material sein. Beispielsweise umfasst das weichmagnetische Material Eisen, Stahl, Siliziumstahl, Nickel-, Kobalt- und/oder Eisen-haltige Legierungen, Eisen-Phosphor-Legierungen, Eisen-Silizium-Legierungen und/oder Ferrite.The first sections of the ring body are attached to the stator teeth of the stator and form the pole pieces of the stator for receiving and transmitting the magnetic flux. The soft magnetic material may be a ferromagnetic material. For example, the soft magnetic material comprises iron, steel, silicon steel, nickel, cobalt and / or iron-containing alloys, iron-phosphorus alloys, iron-silicon alloys and / or ferrites.

Zur Herstellung des zylindrischen Ringkörpers wird beispielsweise eine Form bereitgestellt, die erste Formabschnitte entsprechend den ersten Abschnitten des Ringkörpers aufweist. Das weichmagnetische Material oder die Mischung wird in den ersten Abschnitten des Ringkörpers entsprechend kompaktiert, indem sie beispielsweise in die ersten Formabschnitte gepresst werden, um die ersten Abschnitte des zylindrischen Ringkörpers auszubilden. Das Material oder die Mischung, die kompaktiert sind, können ferner gesintert werden, um die ersten Abschnitte des Ringkörpers auszubilden. Das Material oder die Mischung, die in die ersten Formabschnitte gepresst werden, können Partikel umfassen, die unter Hitze an der Oberfläche aufschmelzen und während eines Kühlvorgangs mit benachbarten Partikel verschmelzen.To produce the cylindrical ring body, for example, a mold is provided which has first mold sections corresponding to the first sections of the ring body. The soft magnetic material or mixture is correspondingly compacted in the first portions of the ring body, for example, by being pressed into the first mold portions to form the first portions of the cylindrical ring body. The material or mixture that is compacted may also be sintered to form the first portions of the ring body. The material or mixture used in the first mold sections can be pressed, may include particles that melt under heat at the surface and merge during a cooling process with adjacent particles.

Beispielsweise wird der Ringkörper auf die Statorzähne aufgepresst, um die ersten Abschnitte des Ringkörpers an den Statorzähnen zu befestigen. Dabei werden der Ringkörper und der Statorkörper unter Druck miteinander verbunden. Alternativ oder zusätzlich wird der Ringkörper an die Statorzähne mithilfe eines magnetisch wirksamen Klebers angeklebt. Das Aufpressen und das magnetische Ankleben des Ringkörpers sind zwei Beispiele von wirksamen und preiswerten Verbindungsmethoden. Ein magnetischer Kleber kann beispielsweise ein Kleber sein, der ferromagnetische Partikel enthält.For example, the annular body is pressed onto the stator teeth in order to fasten the first sections of the annular body to the stator teeth. In this case, the annular body and the stator are connected to each other under pressure. Alternatively or additionally, the ring body is adhered to the stator teeth by means of a magnetically effective adhesive. Pressing and magnetic bonding of the ring body are two examples of effective and inexpensive joining methods. For example, a magnetic adhesive may be an adhesive containing ferromagnetic particles.

Ferner können die zweiten Abschnitte mit einem nicht magnetisierbaren Material wie Kunststoff oder Aluminium gefüllt werden. Insbesondere sind die zweiten Abschnitte des Ringkörpers aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet. Die zweiten Abschnitte des Ringkörpers sind magnetisch isolierend.Further, the second portions may be filled with a non-magnetizable material such as plastic or aluminum. In particular, the second sections of the annular body are formed from an electrically insulating material. The second sections of the ring body are magnetically insulating.

Des Weiteren kann ein Rotor bereitgestellt werden, der zusammen mit dem Stator einen Elektromotor komplettiert. Der Rotor weist eine axiale Ausdehnung auf, die kürzer als oder gleich lang wie die axiale Ausdehnung des Ringkörpers ist. Dadurch kann eine effektive Aufnahme und Weiterleitung des magnetischen Flusses von dem Rotor an die Polschuhe sichergestellt sein. Im Folgenden wird die axiale Ausdehnung der Einfachheit halber als Länge bezeichnet.Furthermore, a rotor can be provided which completes an electric motor together with the stator. The rotor has an axial extent that is shorter than or equal to the axial extent of the ring body. As a result, effective reception and transmission of the magnetic flux from the rotor to the pole shoes can be ensured. Hereinafter, the axial extent is referred to as length for the sake of simplicity.

Des Weiteren kann ein Fixierungsring an einem der axialen Enden des Ringkörpers bereitgestellt werden. Der Fixierungsring ist insbesondere aus einem nicht magnetisierbaren Material gebildet. Beispielsweise ist der Fixierungsring aus dem gleichen Material wie die zweiten Abschnitte des Ringkörpers gebildet. In einem weiteren Beispiel ist der Fixierungsring einteilig mit den zweiten Abschnitten des Ringkörpers ausgebildet. Ferner kann an jedem axialen Ende des Ringkörpers ein Fixierungsring vorgesehen werden. Die Fixierungsringe dienen zur Fixierung des Ringkörpers, so dass die ersten Abschnitte und die zweiten Abschnitte des Ringkörpers nicht auseinanderfallen. Ferner können die Fixierungsringe die mechanische Stabilität des Ringkörpers insgesamt erhöhen.Furthermore, a fixing ring may be provided at one of the axial ends of the ring body. The fixing ring is formed in particular of a non-magnetizable material. For example, the fixing ring is formed of the same material as the second portions of the ring body. In another example, the fixation ring is formed integrally with the second portions of the ring body. Furthermore, a fixing ring can be provided at each axial end of the annular body. The fixing rings serve to fix the ring body, so that the first sections and the second sections of the ring body do not fall apart. Furthermore, the fixation rings can increase the mechanical stability of the ring body as a whole.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Elektromotor, und spezieller ein Stator eines Elektromotors, vorgeschlagen, der N Statorzähne, N Polschuhe und N Zwischenglieder umfasst. Die Polschuhe sind jeweils an einem der Statorzähne befestigt. Die Zwischenglieder füllen jeweils eine Lücke in Umfangsrichtung zwischen zwei Polschuhen. Die Zwischenglieder sind aus einem nicht magnetisierbaren Material gebildet. Die Anzahl der Statorzähne, die Anzahl der Polschuhe und die Anzahl der Zwischenglieder sind gleich.According to a further aspect, an electric motor, and more particularly a stator of an electric motor, is proposed which comprises N stator teeth, N pole shoes and N intermediate links. The pole pieces are each attached to one of the stator teeth. The intermediate links each fill a gap in the circumferential direction between two pole shoes. The intermediate links are formed of a non-magnetizable material. The number of stator teeth, the number of pole pieces and the number of intermediate links are the same.

Der vorgeschlagene Stator kann insbesondere durch das oben beschriebene Verfahren hergestellt sein. Die Polschuhe des vorgeschlagenen Stators bilden zusammen mit den Zwischengliedern einen Ringkörper, der zunächst separat von dem Statorkörper hergestellt wird. Somit kann das Bewickeln der Statorzähne mit einem Spulendraht vereinfacht werden, indem z.B. die Statorwicklungen jeweils auf einen aufgebracht werden und der Spulenträger auf einen jeweiligen Statorzahn aufgeschoben wird. Die oben beschriebenen Vorteile in Bezug auf das vorgeschlagene Verfahren gelten analog für den vorgeschlagenen Stator. Insbesondere ist die Herstellung des Stators gegenüber herkömmlichen Elektromotoren vereinfacht, bei denen z.B. der Spulendraht mithilfe einer Nadel hinter die Polschuhe geführt ist. Vorzugsweise sind die Statorzähne mit konzentrierten Wicklungen bewickelt, beispielsweise mit Hilfe der Spulenträger. Bei konzentrierten Wicklungen ist jeder Statorzahn mit einer Spule als Statorwicklung versehen, deren Wickeldraht einer einzigen Motorphase zugeordnet ist.The proposed stator may in particular be produced by the method described above. The pole pieces of the proposed stator together with the intermediate members form a ring body, which is initially produced separately from the stator body. Thus, the winding of the stator teeth with a coil wire can be simplified by e.g. the stator windings are each applied to one and the coil carrier is pushed onto a respective stator tooth. The advantages described above with respect to the proposed method apply analogously to the proposed stator. In particular, the manufacture of the stator is simplified over conventional electric motors, in which e.g. the coil wire is guided by a needle behind the pole pieces. Preferably, the stator teeth are wound with concentrated windings, for example with the aid of the coil carriers. In concentrated windings, each stator tooth is provided with a coil as a stator winding whose winding wire is assigned to a single motor phase.

Die Polschuhe können aus einem magnetisierbaren Material gebildet sein. Dadurch eignen sich die Polschuhe zur magnetischen Flussaufnahme. Insbesondere sind die Polschuhe aus einem weichmagnetischen Material gebildet. Ferner können die Polschuhe aus oberflächenisoliertem Eisenpulver gebildet sein. Die Oberflächenisolation kann dadurch erfolgen, dass die Partikel des Eisenpulvers mit einem Kunststoff beschichtet sind. Dadurch können die Polschuhe eine geeignete magnetische Permeabilität zur Flussaufnahme aufweisen, wobei die Erregung eines Wirbelstroms unterdrückt wird. Beispielsweise umfasst das magnetisierbare Material das oben beschriebene Somaloy®.The pole shoes can be formed from a magnetizable material. As a result, the pole pieces are suitable for magnetic flux absorption. In particular, the pole shoes are formed of a soft magnetic material. Furthermore, the pole shoes may be formed of surface-insulated iron powder. The surface insulation can be carried out by coating the particles of the iron powder with a plastic. As a result, the pole shoes can have a suitable magnetic permeability for flux absorption, wherein the excitation of an eddy current is suppressed. For example, the magnetizable material comprises the Somaloy® described above.

Das nicht magnetisierbare Material der Zwischenglieder umfasst beispielsweise Aluminium oder einen Kunststoff, z.B. Polyamid oder Epoxidharz, um elektrisch und/oder magnetisch gegen die Polschuhe zu isolieren.The non-magnetizable material of the intermediate links comprises, for example, aluminum or a plastic, e.g. Polyamide or epoxy resin to electrically and / or magnetically isolate against the pole pieces.

Die Polschuhe können beispielsweise in axialer Richtung bündig mit dem Rotor des Elektromotors gebildet sein. Die Polschuhe und der Rotor können die gleiche Länge, d.h. axiale Ausdehnung, aufweisen. Alternativ können die Polschuhe eine größere axiale Ausdehnung aufweisen als der Rotor des Elektromotors. Derartige Dimensionierungen der Polschuhe führen zu einer effektiven Aufnahme des magnetischen Flusses durch die Polschuhe. Die Leistungsfähigkeit des Elektromotors kann dadurch erhöht werden.The pole shoes can be formed, for example, in the axial direction flush with the rotor of the electric motor. The pole shoes and the rotor can have the same length, ie axial extent. Alternatively, the pole pieces may have a greater axial extent than the rotor of the electric motor. Such dimensions of the pole pieces lead to an effective recording of the magnetic flux through the pole pieces. The Efficiency of the electric motor can be increased.

Der Stator kann ferner einen Fixierungsring aus einem nicht magnetisierbaren Material umfassen, der die Polschuhe und/oder die Zwischenglieder axial überlappt. Der Fixierungsring kann die mechanische Stabilität des Ringkörpers aus Polschuhen und Zwischengliedern erhöhen. Insbesondere verhindert der Fixierungsring das Auseinanderfallen der Abschnitte des Ringkörpers. Ferner kann ein Fixierungsring an jedem axialen Ende des Stators angeordnet sein.The stator may further comprise a fixation ring of a non-magnetizable material axially overlapping the pole pieces and / or the intermediate members. The fixation ring can increase the mechanical stability of the ring body of pole shoes and pontics. In particular, the fixing ring prevents the sections of the annular body from falling apart. Further, a fixing ring may be disposed at each axial end of the stator.

Insbesondere ist R_C das Verhältnis des Wärmeausdehnungskoeffizienten C_Polschuhe des Materials, aus dem die Polschuhe gebildet sind, zu dem Wärmeausdehnungskoeffizienten C_Zwischenglieder des Materials, aus dem die Zwischenglieder gebildet sind. Beispielsweise beträgt R_C 0,1 bis 10. Beispielsweise beträgt R_C 0,25 bis 4 oder 0,5 bis 2. Es kann insbesondere bei Anwendungen mit großen Temperaturschwankungen vorteilhaft sein, die Differenz zwischen den Wärmeausdehnungskoeffizienten der Polschuhe und der Zwischenglieder gering zu halten. Dadurch können mechanische Spannungen aufgrund unterschiedlicher Wärmeausdehnungen der Polschuhen und der Zwischenglieder weitgehend vermieden werden.In particular, R_C is the ratio of the coefficient of thermal expansion C_polar of the material of which the pole pieces are formed to the coefficient of thermal expansion C_ of the material of which the intermediate members are formed. For example, R_C is 0.1 to 10. For example, R_C is 0.25 to 4 or 0.5 to 2. Especially in applications with large temperature fluctuations, it may be advantageous to keep the difference between the coefficients of thermal expansion of the pole shoes and the intermediate links low. As a result, mechanical stresses due to different thermal expansions of the pole shoes and the intermediate links can be largely avoided.

Weitere Merkmale und Einzelheiten des Elektromotors und des Wickelverfahrens sind im Folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Dabei zeigen:

1 eine Querschnittsansicht eines Beispiels eines Statorkörpers eines Elektromotors;
2 eine Querschnittsansicht eines Beispiels eines zylindrischen Ringkörpers eines Elektromotors;
3 eine Perspektivansicht des zylindrischen Ringkörpers der 2;
4 eine Perspektivansicht einer Anordnung des zylindrischen Ringkörpers der 2 und 3 und eines korrespondierenden Statorkörpers;
5 eine Querschnittsansicht des Statorkörpers der 4 mit Statorwicklungen;
6 eine Querschnittsansicht eines Stators mit dem Statorkörpers der 5 und dem zylindrischen Ringkörper der 3;
7 eine Perspektivansicht des Stators der 6;
8 eine perspektivische Explosionsansicht des Stators der 6 und 7;
9 eine Querschnittsansicht eines Beispiels eines Elektromotors mit dem Stator der 6 bis 8 mit einem Rotor;
10 eine Schnittansicht des Elektromotors der 9;
11 eine Schnittansicht eines weiteren Beispiels eines Elektromotors;
12 eine Schnittansicht eines weiteren Beispiels eines Elektromotors;
13 eine Schnittansicht eines weiteren Beispiels eines Elektromotors;
14 eine Schnittansicht eines weiteren Beispiels eines Elektromotors; und
15 eine Querschnittsansicht eines weiteren Beispiels eines Elektromotors.

Further features and details of the electric motor and the winding method are described below with reference to the drawings. Showing:

1 a cross-sectional view of an example of a stator body of an electric motor;
2 a cross-sectional view of an example of a cylindrical ring body of an electric motor;
3 a perspective view of the cylindrical ring body of 2 ;
4 a perspective view of an arrangement of the cylindrical ring body of 2 and 3 and a corresponding stator body;
5 a cross-sectional view of the stator of the 4 with stator windings;
6 a cross-sectional view of a stator with the stator of the 5 and the cylindrical ring body of 3 ;
7 a perspective view of the stator of 6 ;
8th an exploded perspective view of the stator of 6 and 7 ;
9 a cross-sectional view of an example of an electric motor with the stator of 6 to 8th with a rotor;
10 a sectional view of the electric motor of 9 ;
11 a sectional view of another example of an electric motor;
12 a sectional view of another example of an electric motor;
13 a sectional view of another example of an electric motor;
14 a sectional view of another example of an electric motor; and
15 a cross-sectional view of another example of an electric motor.

In den Figuren wurden gleiche Bezugszeichen verwendet, um gleiche oder ähnliche Strukturen oder Funktionen zu kennzeichnen.In the figures, like reference numerals have been used to identify the same or similar structures or functions.

1 zeigt eine Querschnittsansicht eine Statorkörpers 100 für einen Elektromotor. Der Statorkörper 100 umfasst ein Statorjoch 102 und mehrere Statorzähne 104, die sich von dem Statorjoch 102 aus radial nach innen erstrecken. Der Statorkörper 100 ist aus axial gestapelten Statorblechen gebildet. Die einzelnen Statorbleche können jeweils aus einem Blech aus einem magnetisierbaren Material, z.B. Eisen oder Stahl, ausgestanzt sein. Die Statorbleche weisen eine geringe axiale Ausdehnung auf, d.h. sie sind dünn ausgebildet, so dass Wirbelströme unterdrückt werden. Die Begriffe axial, radial und Umfangsrichtung beziehen sich auf die Zylindergeometrie des Elektromotors, insbesondere auf die Drehachse des Rotors des Elektromotors. Der in 1 gezeigte Querschnitt gilt für die gesamte axiale Ausdehnung des Statorkörpers 100. 1 shows a cross-sectional view of a stator body 100 for an electric motor. The stator body 100 includes a stator yoke 102 and several stator teeth 104 extending from the Statorjoch 102 extend radially inward. The stator body 100 is formed of axially stacked stator laminations. The individual stator laminations can each be punched out of a sheet of a magnetizable material, eg iron or steel. The stator laminations have a small axial extent, ie they are made thin, so that eddy currents are suppressed. The terms axial, radial and circumferential direction refer to the cylinder geometry of the electric motor, in particular to the axis of rotation of the rotor of the electric motor. The in 1 shown cross-section applies to the entire axial extent of the stator body 100 ,

In 1 ist die Anzahl der Statorzähne 104 neun. Wie nachfolgend gezeigt wird, ist die Anzahl der Statorzähne nicht auf neun beschränkt. Sie kann je nach Größe des Elektromotors variieren. Wie in 1 gezeigt ist, weist der Statorkörper 100 keine Polschuhe auf. Die Enden der Statorzähne 104 verlaufen radial und verbreitern sich nicht, so dass Statorwicklungen (nicht gezeigt) in radialer Richtung auf die Statorzähne 104 aufgebracht werden können. Dadurch wird das Bereitstellen der Statorwicklungen gegenüber herkömmlichem Bewickeln der Statorzähne mit einem Spulendraht vereinfacht.In 1 is the number of stator teeth 104 nine. As will be shown below, the number of stator teeth is not limited to nine. It can vary depending on the size of the electric motor. As in 1 is shown, the stator body 100 no pole shoes on. The ends of the stator teeth 104 extend radially and do not widen, so that stator windings (not shown) in the radial direction on the stator teeth 104 can be applied. This simplifies the provision of the stator windings over conventional winding of the stator teeth with a coil wire.

2 und 3 zeigen jeweils eine Querschnittsansicht und eine Perspektivansicht eines zylindrischen Ringkörpers 200 für einen Elektromotor. Der Ringkörper 200 weist einen Innendurchmesser und einen Außendurchmesser derart auf, dass er radial an einen Stator mit einer entsprechenden Anzahl von Statorzähnen passt. Aufgrund der Symmetrie eignet sich der Ringkörper 200 sowohl für einen Innenläufer- als auch für einen Außenläufer-Elektromotor. 2 and 3 each show a cross-sectional view and a perspective view of a cylindrical ring body 200 for an electric motor. The ring body 200 has an inner diameter and an outer diameter such that it radially to a stator with a corresponding Number of stator teeth fits. Due to the symmetry, the ring body is suitable 200 for both an internal rotor and an external rotor electric motor.

Der Ringkörper 200 umfasst die gleiche Anzahl an ersten Abschnitten 202 und an zweiten Abschnitten 204, die in Umfangsrichtung abwechselnd angeordnet sind. Die Breite B202 der ersten Abschnitte 202 ist größer als die Breite B204 der zweiten Abschnitte 204. The ring body 200 includes the same number of first sections 202 and at second sections 204 which are alternately arranged in the circumferential direction. The width B202 the first sections 202 is greater than the width B204 the second sections 204 ,

Die ersten Abschnitte 202 sind aus einem magnetisierbaren Material gebildet und eignen sich als Polschuhe zur Aufnahme und Weiterleitung von magnetischen Flüssen. Die zweiten Abschnitte 204 sind aus einem nicht magnetisierbaren Material gebildet und bilden Zwischenglieder zur elektrischen und magnetischen Isolation gegen die ersten Abschnitte 202.The first sections 202 are made of a magnetizable material and are suitable as pole pieces for receiving and transmitting magnetic fluxes. The second sections 204 are formed of a non-magnetizable material and form intermediate links for electrical and magnetic insulation against the first sections 202 ,

Der zylindrische Ringkörper 200 wird hergestellt, indem die ersten Abschnitte 202 mit dem magnetisierbaren Material gefüllt werden, und die zweiten Abschnitte 204 mit dem nicht magnetisierbaren Material gefüllt werden. Das magnetisierbare Material, dass die ersten Abschnitte 202 füllt, umfasst ein weich- und ferromagnetisches Material. Ferner umfasst das magnetisierbare Material in den ersten Abschnitten 202 eine Mischung aus Eisenpulver und einem Kunststoff, wobei die Partikel des Eisenpulvers mit dem Kunststoff beschichtet, d.h. oberflächenisoliert, sind. Die Mischung kann insbesondere das Material Somaloy® enthalten. Dadurch wird die Erregung von Wirbelströmen in den ersten Abschnitten 202 unterdrückt.The cylindrical ring body 200 is made by the first sections 202 filled with the magnetizable material, and the second sections 204 be filled with the non-magnetizable material. The magnetizable material that the first sections 202 fills, includes a soft and ferromagnetic material. Furthermore, the magnetizable material comprises in the first sections 202 a mixture of iron powder and a plastic, wherein the particles of the iron powder coated with the plastic, ie surface-insulated, are. The mixture may in particular contain the material Somaloy®. This will cause the excitement of eddy currents in the first few sections 202 suppressed.

Zur Herstellung des Ringkörpers 200 wird beispielsweise eine Form (nicht gezeigt) bereitgestellt. Die Form weist erste Formabschnitte auf, die den ersten Abschnitten 202 des Ringkörpers 200 entsprechen. Dabei stellen die ersten Formabschnitte eine Negativform der ersten Abschnitten 202 dar. Das magnetisierbare Material wird in die ersten Formabschnitte gepresst. Zusätzlich oder alternativ zu der oben genannten Pulverform, kann das magnetisierbare Material Eisen, Stahl, Siliziumstahl, Nickel-, Kobalt- und/oder Eisen-haltige Legierungen, Eisen-Phosphor-Legierungen, Eisen-Silizium-Legierungen und/oder Ferrite oder Materialien in flüssiger Form umfassen.For the production of the ring body 200 For example, a mold (not shown) is provided. The mold has first mold sections which are the first sections 202 of the ring body 200 correspond. The first mold sections represent a negative mold of the first sections 202 The magnetizable material is pressed into the first mold sections. In addition to or as an alternative to the above-mentioned powder form, the magnetizable material may be iron, steel, silicon steel, nickel, cobalt and / or iron-containing alloys, iron-phosphorus alloys, iron-silicon alloys and / or ferrites or materials include liquid form.

Je nach Materialeigenschaften des magnetisierbaren Materials kann das in die ersten Formabschnitte gepresste magnetisierbare Material gesintert werden. Die äußere Schicht der Partikel des magnetisierbaren Materials schmilzt unter Hitze auf und verbindet sich während des Abkühlens mit der äußeren Schicht der benachbarten Partikel. Bei einem Eisenpulver mit Kunststoffbeschichtung schmilzt die Kunststoffhülle der Partikel unter Hitze auf und verbindet sich mit der Kunststoffhülle der benachbarten Partikel während eines Kühlvorgangs.Depending on the material properties of the magnetizable material, the magnetizable material pressed into the first mold sections can be sintered. The outer layer of the particles of magnetizable material melts under heat and combines with the outer layer of the adjacent particles during cooling. In an iron powder with a plastic coating, the plastic shell of the particles melts under heat and combines with the plastic shell of the adjacent particles during a cooling process.

Die zweiten Abschnitte 204 des Ringkörpers 200 sind mit einem nicht magnetisierbaren Material gefüllt. Das nicht magnetisierbare Material kann Aluminium und/oder einen Kunststoff, z.B. Polyamid oder Epoxidharz, umfassen. Die zweiten Abschnitte 204 isolieren elektrisch und magnetisch gegen die ersten Abschnitte 202 und bilden die Zwischenglieder zwischen den Polschuhen. Ferner verbinden die zweiten Abschnitte 204 die einzelnen ersten Abschnitte 202 und tragen so zur mechanischen Stabilität des Ringkörpers 200 bei.The second sections 204 of the ring body 200 are filled with a non-magnetizable material. The non-magnetizable material may comprise aluminum and / or a plastic, eg polyamide or epoxy resin. The second sections 204 electrically and magnetically isolate against the first sections 202 and form the intermediate links between the pole shoes. Further connect the second sections 204 the individual first sections 202 and thus contribute to the mechanical stability of the ring body 200 at.

Um mechanischen Spannungen vorzubeugen, die bei Temperaturschwankungen auftreten, werden die Materialien für die ersten Abschnitte 202 und die zweiten Abschnitte 204 so gewählt, dass die Differenz ihrer Wärmeausdehnungskoeffizienten nicht zu groß ist. Beispielsweise beträgt das Verhältnis R_C des Wärmeausdehnungskoeffizienten C_Polschuhe der ersten Abschnitte 202 zu dem Wärmeausdehnungskoeffizienten C_Zwischenglieder der zweiten Abschnitte 204 0,1 bis 10. In anderen Beispielen beträgt das Verhältnis R_C 0,25 bis 4, oder 0,5 bis 2.To prevent mechanical stresses that occur with temperature fluctuations, the materials become the first sections 202 and the second sections 204 chosen so that the difference of their thermal expansion coefficient is not too large. By way of example, the ratio R_C of the thermal expansion coefficient C_polar of the first sections 202 to the coefficient of thermal expansion C_intermediates of the second sections 204 0.1 to 10. In other examples, the ratio R_C is 0.25 to 4, or 0.5 to 2.

4 zeigt eine Perspektivansicht einer Anordnung 400 des zylindrischen Ringkörpers 200 der 2 und 3 mit einem Statorkörper 402. Der Statorkörper 402 umfasst ein Statorjoch 404 und sechs Statorzähne 406. Der zylindrische Ringkörper 200 und der Statorkörper 402 sind koaxial angeordnet, wobei der Ringkörper 200 auf dem Statorkörper 402 sitzt. 4 shows a perspective view of an arrangement 400 of the cylindrical ring body 200 of the 2 and 3 with a stator body 402 , The stator body 402 includes a stator yoke 404 and six stator teeth 406 , The cylindrical ring body 200 and the stator body 402 are arranged coaxially, wherein the annular body 200 on the stator body 402 sitting.

Der Ringkörper 200 wird so angeordnet, dass die ersten Abschnitte 202 den Statorzähnen 406 gegenüberliegen. Die Abmessungen des Ringkörpers 200 und des Statorkörpers 402 sind so aufeinander abgestimmt, dass die ersten Abschnitte 202 in Kontakt mit den ersten Abschnitten 202 des Ringkörpers 200 angeordnet werden. Die ersten Abschnitte 202 werden an den Statorzähnen 406 befestigt. Insbesondere werden die ersten Abschnitte 202 jeweils an dem gegenüberliegenden Statorzahn 406 befestigt, indem der Ringkörper auf die Statorzähne aufgepresst wird. Alternativ oder zusätzlich wird der Ringkörper 200 an die Statorzähne 406 mithilfe eines magnetisch wirksamen Klebers angeklebt.The ring body 200 is arranged so that the first sections 202 the stator teeth 406 are opposite. The dimensions of the ring body 200 and the stator body 402 are so matched to each other that the first sections 202 in contact with the first sections 202 of the ring body 200 to be ordered. The first sections 202 be on the stator teeth 406 attached. In particular, the first sections 202 each at the opposite stator tooth 406 fastened by the ring body is pressed onto the stator teeth. Alternatively or additionally, the ring body 200 to the stator teeth 406 glued using a magnetically effective adhesive.

Die zweiten Abschnitte 204 sind jeweils einer Statornut 408 gegenüberliegend angeordnet. Der Ringkörper 200 hat in dem Beispiel eine größere axiale Ausdehnung als der Statorkörper 402 und überragt den Statorkörper 402 an beiden stirnseitigen Enden.The second sections 204 each are a stator slot 408 arranged opposite. The ring body 200 has in the example a greater axial extent than the stator body 402 and towers over the stator body 402 at both ends.

5 zeigt eine Querschnittsansicht des Statorkörpers 402 der 4 mit Statorwicklungen 410. Die Statorwicklungen 410 sind auf Spulenträger 412 gewickelt, die auf dem jeweiligen Statorzahn 406 aufgebracht sind. Die Spulenträger 412 sind aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet und bilden auch die Nutisolation gegen den jeweiligen Statorzahn 406. Die Statorzähne 406 werden mit der jeweiligen Statorwicklung 410 versehen, bevor ein Ringkörper an dem Statorkörper 402 befestigt wird. Da die Statorzähne 406 keine Polschuhe aufweisen, können die Spulenträger 412 und somit die Statorwicklungen 410 radial auf die Statorzähne 406 aufgeschoben werden. Die Statorwicklungen 410 können insbesondere konzentrierte Wicklungen sein, so dass die Statorwicklung jedes Statorzahns einer einzigen Motorphase zugeordnet ist. Dann ist auf die Spulenträger 412 jeweils eine Spule zur Bildung der Statorwicklung des zugehörigen Statorzahns 104 aufgewickelt. Die Spulen einer Motorphase können mittels einer entsprechenden Verschaltung, beispielweise über entlang einer Nutisolation geführte Drähte, parallel oder seriell verschaltet sein. Bei einem dreiphasigen Gleichstrommotor mit neun Statorzähnen 406, können beispielsweise jeweils drei rotationssymmetrisch zueinander angeordnete Spulen seriell verschaltet sein. Die so gebildeten Motorphasen können wiederum in einer Dreicksschaltung oder einer Sternschaltung miteinander verschaltet sein. 5 shows a cross-sectional view of the stator body 402 of the 4 with stator windings 410 , The stator windings 410 are on bobbins 412 wrapped on the respective stator tooth 406 are applied. The coil carriers 412 are formed of an electrically insulating material and also form the slot insulation against the respective stator tooth 406 , The stator teeth 406 be with the respective stator winding 410 provided before a ring body on the stator body 402 is attached. Because the stator teeth 406 have no pole pieces, the coil carrier can 412 and thus the stator windings 410 radially on the stator teeth 406 be deferred. The stator windings 410 In particular, concentrated windings may be such that the stator winding of each stator tooth is associated with a single motor phase. Then it's on the bobbins 412 one coil each for forming the stator winding of the associated stator tooth 104 wound. The coils of a motor phase can be connected in parallel or in series by means of a corresponding interconnection, for example via wires routed along a slot insulation. For a three-phase DC motor with nine stator teeth 406 , For example, each three rotationally symmetrical arranged coils can be connected in series. The motor phases thus formed can in turn be interconnected in a three-way circuit or a star connection.

6, 7 und 8 zeigen jeweils eine Querschnittsansicht, eine Perspektivansicht und eine perspektivische Explosionsansicht eines Stators 600 mit dem Statorkörper 402 der 5 und dem zylindrischen Ringkörper 200. Der Statorkörper 402 und der Ringkörper 200 sind koaxial angeordnet, wobei Ringkörper 200 innerhalb des Statorkörpers 402 angeordnet ist. Die ersten Abschnitte 202 liegen jeweils einem Statorzahn 406 gegenüber. Die Materialeigenschaften der ersten Abschnitte 202 und der zweiten Abschnitte 204 sowie das Befestigen des Ringkörpers 200 an dem Statorkörper 402 sind wie oben beschrieben. 6 . 7 and 8th Each shows a cross-sectional view, a perspective view and an exploded perspective view of a stator 600 with the stator body 402 of the 5 and the cylindrical ring body 200 , The stator body 402 and the ring body 200 are arranged coaxially, with annular body 200 inside the stator body 402 is arranged. The first sections 202 each lie a stator tooth 406 across from. The material properties of the first sections 202 and the second sections 204 and fixing the ring body 200 on the stator body 402 are as described above.

9 und 10 zeigen jeweils eine Querschnittsansicht und eine Schnittansicht eines Elektromotors 900, der den Stator 600 der 6 bis 8 und einen Rotor 902 umfasst. Der Rotor 902 ist koaxial mit der Anordnung 600 angeordnet. Der Rotor 900 lagert auf einer Welle 904. Der Rotor 900 trägt Magnete 906, die einen Ringmagnet mit mehreren magnetischen Polen oder Magnetsegmente (nicht gezeigt) umfassen, die in Umfangsrichtung verteilt angeordnet sind. Ferner umfasst der Rotor 900 einen magnetischen Rückschluss 908. Der Rückschluss 908 lagert auf der Welle 904. Die Magnete 906 sind auf dem Rückschluss 908 angeordnet. Zwischen dem Außenumfang des Rotors 902 und dem Ringkörper 200 ist ein Luftspalt 910 gebildet. 9 and 10 each show a cross-sectional view and a sectional view of an electric motor 900 that's the stator 600 of the 6 to 8th and a rotor 902 includes. The rotor 902 is coaxial with the arrangement 600 arranged. The rotor 900 superimposed on a wave 904 , The rotor 900 carries magnets 906 comprising a ring magnet having a plurality of magnetic poles or magnet segments (not shown) distributed circumferentially. Furthermore, the rotor comprises 900 a magnetic inference 908 , The inference 908 superimposed on the shaft 904 , The magnets 906 are on the conclusion 908 arranged. Between the outer circumference of the rotor 902 and the ring body 200 is an air gap 910 educated.

Die ersten Abschnitte 202 des Statorkörpers 200 bilden Polschuhe des Stators 600. 10 zeigt, dass die Polschuhe 202 in axialer Richtung bündig mit dem Rotor gebildet sein können. Der Ringkörper 200 weist eine Länge auf, die gleich der Länge des Rotors 902 ist.The first sections 202 of the stator body 200 form pole shoes of the stator 600 , 10 shows that the pole shoes 202 can be formed flush with the rotor in the axial direction. The ring body 200 has a length equal to the length of the rotor 902 is.

Die radiale Ausdehnung der Polschuhe 202, d.h. ihre Dicke, beträgt beispielsweise das 0,4-Fache bis 2-Fache ihrer Breite B202. Die Breite der Statorzähne 406 beträgt beispielsweise das 0,2-Fache bis 2-Fache einer Kennzahl, die der Division des Statorinnenumfangs durch die Anzahl der Statorzähne 406 entspricht. Die Länge der Polschuhe 202 beträgt beispielsweise das 0,2-Fache bis 5-Fache der Länge der Statorzähne 406 und/oder das 0,5-Fache bis 1,5-Fache der Länge der Magnete 906 des Rotors 902.The radial extent of the pole pieces 202 ie, its thickness is, for example, 0.4 times to 2 times its width B202 , The width of the stator teeth 406 For example, is 0.2 times to 2 times a ratio, the division of the Statorinnenumfangs by the number of stator teeth 406 equivalent. The length of the pole shoes 202 For example, is 0.2 times to 5 times the length of the stator teeth 406 and / or 0.5 times to 1.5 times the length of the magnets 906 of the rotor 902 ,

11 bis 13 zeigen Schnittansichten von unterschiedlichen Ausführungsformen eines Elektromotors 1100, 1200, 1300. Die in den 11 bis 13 gezeigten Elektromotoren 1100, 1200, 1300 unterscheiden sich von dem Elektromotor 900 der 9 und 10 darin, dass ein erster Fixierungsring 1102 und ein zweiter Fixierungsring 1104 jeweils an einem oberen und unteren Ende des jeweiligen Ringkörpers 200 angeordnet sind. Der Fixierungsring 1102 überlappt die Polschuhe 202 und die Zwischenglieder 204. Somit überragt der Ringkörper 200 zusammen mit dem Fixierungsring 1102 den Rotor 902 in axialer Richtung. 11 to 13 show sectional views of different embodiments of an electric motor 1100 . 1200 . 1300 , The in the 11 to 13 shown electric motors 1100 . 1200 . 1300 differ from the electric motor 900 of the 9 and 10 in that a first fixation ring 1102 and a second fixation ring 1104 each at an upper and lower end of the respective annular body 200 are arranged. The fixation ring 1102 overlaps the pole pieces 202 and the intermediate links 204 , Thus, the ring body dominates 200 together with the fixation ring 1102 the rotor 902 in the axial direction.

Der Fixierungsring 1102 ist aus einem nicht magnetisierbaren Material, z.B. einem Kunststoff, gebildet. Der Fixierungsring 1102 ist an den axialen Enden des Ringkörpers 200 geformt, z.B. angeklebt oder spitzgegossen, oder ist einteilig zusammen mit den Zwischengliedern 204 gebildet. Der Fixierungsring 1102 hält die Polschuhe 202 und die Zwischenglieder 204 zusammen und trägt somit zur mechanischen Stabilisierung des Ringkörpers 200 bei.The fixation ring 1102 is made of a non-magnetizable material, such as a plastic. The fixation ring 1102 is at the axial ends of the ring body 200 molded, eg glued or pointed, or is integral with the pontics 204 educated. The fixation ring 1102 Holds the pole shoes 202 and the intermediate links 204 together and thus contributes to the mechanical stabilization of the ring body 200 at.

Der Querschnitt der Polschuhe 202 kann sich radial nach außen verbreitern, wie in 12 gezeigt. Alternativ können die Polschuhe 202 eine Wellenform an den axialen Enden aufweisen, wie in 13 gezeigt. Diese Ausgestaltungen des axialen Querschnitts der Polschuhe 202 können die magnetische Flussaufnahme durch die Polschuhe 202 begünstigen.The cross section of the pole shoes 202 can widen radially outward, as in 12 shown. Alternatively, the pole shoes 202 have a waveform at the axial ends, as in 13 shown. These embodiments of the axial cross section of the pole pieces 202 can the magnetic flux through the pole pieces 202 favor.

In 14 sind die Polschuhe 202 und die Statorwicklungen 410 an ihren beiden axialen Enden mit einem elektrisch isolierenden Material umspritzt. Die so gebildeten Fixierungsstrukturen 1402, 1404 erhöhen die mechanische Stabilität des Ringkörpers 200 und tragen zur elektrischen und magnetischen Isolation des Startorkörpers 402 und der Statorwicklungen 410 bei.In 14 are the pole shoes 202 and the stator windings 410 encapsulated at its two axial ends with an electrically insulating material. The fixation structures formed in this way 1402 . 1404 increase the mechanical stability of the ring body 200 and contribute to the electrical and magnetic insulation of the starter body 402 and the stator windings 410 at.

15 zeigt eine Querschnittsansicht eines Elektromotors 1500. In 15 ist der Stator 1502 innerhalb eines Rotors 1504 angeordnet. Der Stator 1502 umfasst Statorzähne 1506 und einen Ringkörper 1508, der in Umfangsrichtung abwechselnd in erste Abschnitte 1510 und zweite Abschnitte 1512 aufgeteilt ist. Der Rotor 1504 umfasst Magnete 1514, die wie oben beschrieben einen Ringmagnet mit mehreren Polen, oder mehrere Magnetsegmente umfassen. 15 shows a cross-sectional view of an electric motor 1500 , In 15 is the stator 1502 inside a rotor 1504 arranged. The stator 1502 includes stator teeth 1506 and a ring body 1508 , in the circumferential direction alternately in first sections 1510 and second sections 1512 is divided. The rotor 1504 includes magnets 1514 as described above comprising a ring magnet having a plurality of poles, or a plurality of magnet segments.

Die strukturellen Merkmale des Elektromotors 1500 sowie das zugehörige Herstellungsverfahren entsprechen den obigen Ausführungen. Der Unterschied besteht darin, dass der Elektromotor 1500 ein Außenläufer ist. Demnach wird der Ringkörper 1508 separat von einem Statorkörper 1516 mit den Statorzähnen 1506 ausgebildet. Der Statorkörper 1516 einschließlich der Statorzähne 1506 kann aus gestapelten Statorblechen gebildet sein. Die ersten Abschnitte 1510 und die zweiten Abschnitte 1512 werden jeweils mit einem magnetisierbaren Material und einem nicht magnetisierbaren Material gefüllt. Das magnetisierbare Material kann ein weichmagnetisches Material, insbesondere ein oberflächenisoliertes Eisenpulver umfassen. Der Ringkörper 1508 wird beispielsweise geformt, indem die Materialien in die jeweiligen Abschnitte 1510, 1512 gepresst und gesintert werden. Statorwicklungen 1518 werden auf die Statorzähne 1506 aufgebracht. Die ersten Abschnitte 1510 werden an den Statorzähnen 1506 befestigt, indem der Ringkörper 1508 auf die Statorzähne 1506 aufgepresst wird. Zusätzlich oder alternativ kann der Ringkörper 1508 mithilfe eines magnetisch aktiven Klebers an die Statorzähne 1506 geklebt werden. Die ersten Abschnitte 1510 bilden die Polschuhe des Stators 1502. Die Polschuhe 1510 können in axialer Richtung bündig mit dem Rotor 1504 ausgebildet sein. Zudem kann an den axialen Enden des Ringkörpers 1508 jeweils ein Fixierungsring aus einem isolierenden Material angeordnet sein, der den Rotor 1504 in axialer Richtung überragt und den Ringkörper 1508 mechanisch stabilisiert.The structural features of the electric motor 1500 as well as the associated production method correspond to the above statements. The difference is that the electric motor 1500 an external rotor is. Accordingly, the ring body 1508 separately from a stator body 1516 with the stator teeth 1506 educated. The stator body 1516 including the stator teeth 1506 can be formed from stacked stator laminations. The first sections 1510 and the second sections 1512 are each filled with a magnetizable material and a non-magnetizable material. The magnetizable material may comprise a soft magnetic material, in particular a surface-insulated iron powder. The ring body 1508 For example, it is shaped by placing the materials in the respective sections 1510 . 1512 pressed and sintered. stator windings 1518 be on the stator teeth 1506 applied. The first sections 1510 be on the stator teeth 1506 fastened by the ring body 1508 on the stator teeth 1506 is pressed on. Additionally or alternatively, the ring body 1508 using a magnetically active adhesive to the stator teeth 1506 to be glued. The first sections 1510 form the pole pieces of the stator 1502 , The pole shoes 1510 can be flush with the rotor in the axial direction 1504 be educated. In addition, at the axial ends of the annular body 1508 in each case a fixing ring of an insulating material may be arranged, which is the rotor 1504 surmounted in the axial direction and the annular body 1508 mechanically stabilized.

Vorteile der hier beschriebenen Statoren, der zugehörigen Elektromotoren sowie des zugehörigen Herstellungsverfahrens bestehen darin, dass die Statorwicklungen leichter auf die Statorzähne aufgebracht werden können. Dadurch kann ein höherer Füllfaktor erzielt und die Herstellung vereinfacht werden. Der Statorrückschluss und die Statorzähne bestehen aus einem gestanzten Blechkörper, der aus einzelnen paketierten Blechen aufgebaut und einfach herzustellen ist. Die Polschuhe werden nachträglich an die Statorzähne angebracht, was den Wickelvorgang vereinfacht. Erfindungsgemäß müssen jedoch nicht einzelne Polschuhe hergestellt und an den Statorzähnen befestigt werden. Die Polschuhe werden in einem einheitlichen Ringkörper aus einem gepressten und gesinterten Verbundmaterial hergestellt, wobei dieser Ringkörper weichmagnetische Abschnitte zur Bildung der Polschuhe und magnetisch isolierende Strecken zwischen den Polschuhen umfasst. Die mehreren Polschuhe können so in einem einzelnen Bauteil aus einem magnetisierbaren Material mit verbesserten magnetischen Eigenschaften hergestellt und mit den Statorzähnen verbunden werden. Die magnetisch isolierenden Strecken können kurz gehalten werden. Dadurch kann eine verbesserte magnetische Flussaufnahme durch die Polschuhe erzielt werden. Ferner können günstigere Rotormagnete eingesetzt oder die magnetomotorische Leistung des Elektromotors erhöht werden.Advantages of the stators described here, the associated electric motors and the associated manufacturing method are that the stator windings can be easily applied to the stator teeth. As a result, a higher filling factor can be achieved and the production can be simplified. The stator yoke and the stator teeth consist of a stamped sheet metal body, which is constructed from individual packetized sheets and easy to manufacture. The pole shoes are subsequently attached to the stator teeth, which simplifies the winding process. According to the invention, however, it is not necessary to produce individual pole shoes and fasten them to the stator teeth. The pole pieces are made in a unitary ring body of a pressed and sintered composite material, this ring body comprising soft magnetic sections for forming the pole pieces and magnetically insulating sections between the pole pieces. The plurality of pole pieces can thus be made in a single component of a magnetizable material with improved magnetic properties and connected to the stator teeth. The magnetically insulating paths can be kept short. As a result, an improved magnetic flux absorption by the pole pieces can be achieved. Furthermore, cheaper rotor magnets can be used or the magnetomotive power of the electric motor can be increased.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

100100: Statorkörperstator
102102: Statorjochstator yoke
104104: Statorzahnstator tooth
200200: Ringkörperring body
202202: erster Abschnitt, Polschuhfirst section, pole piece
204204: zweiter Abschnitt, Zwischengliedsecond section, intermediate link
400400: Anordnungarrangement
402402: Statorkörperstator
404404: Statorjochstator yoke
406406: Statorzahnstator tooth
408408: Statornutstator
410410: Statorwicklungstator
412412: Spulenträgercoil carrier
600600: Statorstator
900900: Elektromotorelectric motor
902902: Rotorrotor
904904: Wellewave
906906: Magnetmagnet
908908: magnetischer Rückschlussmagnetic inference
910910: Luftspaltair gap
11001100: Elektromotorelectric motor
11021102: Fixierungsringfixing ring
11041104: Fixierungsringfixing ring
12001200: Elektromotorelectric motor
13001300: Elektromotorelectric motor
14021402: Fixierungsstrukturfixation structure
14041404: Fixierungsstrukturfixation structure
15001500: Elektromotorelectric motor
15021502: Statorstator
15041504: Rotorrotor
15061506: Statorzahnstator tooth
15081508: Ringkörperring body
15101510: erster Abschnittfirst section
15121512: zweiter Abschnittsecond part
15141514: Magnetmagnet
15161516: Statorkörperstator
15181518: Statorwicklungstator
B202B202: Breite des ersten AbschnittsWidth of the first section
B204B204: Breite des zweiten AbschnittsWidth of the second section
C_PolschuheC_Polschuhe: Wärmeausdehnungskoeffizient des PolschuhematerialsCoefficient of thermal expansion of the pole piece material
C_ZwischengliederC_Zwischenglieder: Wärmeausdehnungskoeffizient der ZwischengliederThermal expansion coefficient of the intermediate links
R_CR_C: Verhältnis der WärmeausdehnungskoeffizientenRatio of thermal expansion coefficients

Claims

Method for producing an electric motor (900), comprising: Providing a stator yoke (102) with N stator teeth (104); Providing a cylindrical ring body (200) circumferentially divided into N first sections (202) and N second sections (204) that alternate in the circumferential direction, wherein providing the ring body (200) comprises: Filling the first sections (202) with a magnetizable material; and Filling the second portions (204) with a non-magnetizable material; Arranging the cylindrical ring body (200) such that the first portions (202) of the cylindrical ring body (200) are respectively opposed to a stator tooth (104); and Attaching the first portions (202) to the stator teeth (104).

Method according to Claim 1 wherein the magnetizable material comprises a soft magnetic material.

Method according to Claim 1 or 2 wherein the magnetizable material comprises a mixture of a soft magnetic material in powder form and a plastic.

The method of any one of the preceding claims, wherein providing the ring body (200) further comprises: Providing a mold having first mold portions corresponding to the first portions (202) of the ring body (200); Pressing the magnetizable material into the first mold sections.

Method according to Claim 4 wherein providing the ring body (200) further comprises: sintering the magnetizable material in the first mold sections.

The method of any one of the preceding claims, further comprising: Pressing the ring body (200) onto the stator teeth (104).

The method of any one of the preceding claims, further comprising: Gluing the ring body (200) to the stator teeth (104) using a magnetically effective adhesive.

The method of any one of the preceding claims, wherein providing the ring body (200) further comprises: Filling the second sections (204) with a plastic or aluminum.

The method of any one of the preceding claims, further comprising: Providing a rotor (902) whose axial extent is equal to or shorter than the axial extent of the ring body (200).

Method according to one of the preceding claims, further comprising: Winding stator windings (410) onto coil supports (412), wherein the coil supports (412) are formed from an electrically insulating material, and Slide the wound coil carriers (412) onto the stator teeth (406) before the ring body (200) is placed on the stator body (402).

A stator (600) for an electric motor (900), comprising: N pole shoes (202) each attached to one of N stator teeth (406); and N intermediate links (204) each filling a gap in the circumferential direction between two of the pole pieces (202), wherein the intermediate links (204) are formed of a non-magnetizable material.

Stator after Claim 11 in which the pole shoes (202) are formed from a magnetisable material, in particular a soft magnetic material or surface-insulated iron powder.

Stator after Claim 11 or 12 wherein the pole shoes (202) are formed in the axial direction flush with the rotor (902) of the electric motor (900).

Stator after one of the Claims 11 to 13 , further comprising: a fixation ring (1102, 1104) of a non-magnetizable material axially overlapping the pole pieces (202) and / or the intermediate members (204).

Stator after one of the Claims 11 to 14 wherein the ratio (R_C) of the coefficient of thermal expansion (C_polar) of the material forming the pole pieces (202) to the coefficient of thermal expansion (C_intermediate members) of the material constituting the intermediate members (204) is 0.1 to 10; especially 0.25 to 4 or 0.5 to 2, is.

Stator after one of the Claims 11 to 15 , wherein the intermediate members (204) made of aluminum, polyamide or epoxy resin are formed.

Stator after one of the Claims 11 to 16 wherein stator windings (410) are applied to the stator teeth (406) and wherein the stator windings (410) are concentrated windings.